灌漿期高溫脅迫對小麥灌漿的影響及葉面噴劑的緩解作用*

曹彩云　黨紅凱　鄭春蓮　郭麗　李科江　馬俊永

（河北省農林科學院旱作農業(yè)研究所/河北省農作物抗旱研究重點實驗室/農業(yè)部河北南部耕地保育科學觀測實驗站　衡水　053000）

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灌漿期高溫脅迫對小麥灌漿的影響及葉面噴劑的緩解作用*

曹彩云黨紅凱鄭春蓮郭麗李科江馬俊永**

（河北省農林科學院旱作農業(yè)研究所/河北省農作物抗旱研究重點實驗室/農業(yè)部河北南部耕地保育科學觀測實驗站衡水053000）

針對我國華北麥區(qū)灌漿期高溫影響小麥灌漿和產量的問題，本研究在 2013—2014年和2014—2015年兩個小麥生長季，采用田間塑料棚自然升溫的方式，在灌漿期設4個時段高溫脅迫處理作為主處理，兩年分別在花后12～25d、12～16d、15～20d和20～25d，花后8～21d、8～12d、14～20d和16～21 d進行高溫處理，以不罩棚自然溫度作為對照（分別用A1、A2、A3、A4和A5表示，A5為對照）；以0.2％磷酸二氫鉀、0.05％硫酸鋅、清水和不噴施4個噴劑作為副處理（分別用B1、B2、B3和B4表示），研究了灌漿期不同時段高溫處理對小麥籽粒灌漿的影響及噴施不同葉面噴劑對高溫脅迫的緩解作用，并對不同處理下的小麥灌漿特征進行了量化分析。研究結果表明：（1）小麥灌漿期不同時段高溫與自然溫度對比均造成小麥減產，減產幅度兩個試驗年度分別為12.64％～15.34％和2.04％～9.41％，并且高溫脅迫時間長，處理時間早的A1減產幅度最大，且較對照A5達極顯著水平；高溫減產的直接原因是小麥穗粒數(shù)減少及千粒重降低，兩個試驗年度穗粒數(shù)分別減少0.71～5.45個和1.73～3.00個，千粒重分別降低1.28～3.41g和0.84～4.27g；從2013—2014年度模型模擬的灌漿特征看，不同時段高溫處理使小麥提前到達第1和第2拐點，A1～A4第1拐點較對照提前0.29～0.75d、第2拐點提前0.22～1.42d，因此高溫處理縮短了灌漿時間，且平均灌漿速率降低，最終造成千粒重降低。（2）葉面噴劑具有緩解高溫脅迫的作用，兩個試驗年度葉面噴劑分別比不噴對照提高產量3.08％～7.05％和2.09％～3.52％，可一定程度緩解高溫對穗粒數(shù)和千粒重的不良影響，兩個試驗年度葉面噴劑分別增加穗粒數(shù)1.04～2.30個和0.95～2.01個，提高千粒重1.10～1.42g和0.60～0.89 g，且B1效果最好；從灌漿數(shù)值特征分析看，葉面噴劑推遲了到達第1和第2拐點的時間，不同噴劑推遲到達第1拐點時間為0.48～0.98d，推遲到達第2拐點的時間為0.32～0.98d，延長了灌漿的時間，平均灌漿速率提高0.01～0.04mg·grain-1·d-1，以B1（磷酸二氫鉀）的作用最好。因此葉面噴劑可延長小麥灌漿期，不同程度地增加了穗粒數(shù)和千粒重，是增產和減災的有效措施之一。

高溫脅迫 灌漿特性 Logistic模型 葉面噴劑 增產機理小麥

小麥（Triticum aestivum）屬喜涼作物，籽粒灌漿階段的適宜溫度為20～24℃，而灌漿期是決定小麥最終產量和品質的關鍵時期［1］。但在我國北方地區(qū)，小麥生育后期溫度回升快，常出現(xiàn)高溫天氣，尤其是在干燥條件下，高溫低濕伴隨著大風，形成典型的干熱風，導致小麥高溫逼熟，減產幅度可達10％～30％，成為我國北方麥區(qū)小麥生產中最主要障礙因子之一［2-4］。隨著全球氣候變暖，小麥生育后期遭受高溫危害將進一步加重［5］，因此小麥耐熱性和溫度脅迫等方面的研究具有十分重要的理論與實踐意義。灌漿期的高溫可使小麥植株衰老加速，灌漿期縮短，對小麥籽粒產量和品質的形成產生了極為不利的影響［6-8］。姜春明等［9］研究了花后不同時期高溫脅迫對小麥旗葉膜脂過氧化物質和保護酶活性的影響，發(fā)現(xiàn)花后8～10d對小麥進行高溫處理，能有效啟動旗葉內活性氧防衛(wèi)系統(tǒng)，從而降低膜脂過氧化程度，但灌漿中期高溫脅迫造成的傷害不可恢復。郭秀林等［10］研究了不同基因型小麥耐熱機理，結果表明花后 5～7d高溫誘導能顯著延長生育后期植株熱致死時間，植株將獲得耐熱性，并一直保持至成熟期，而且花后適當高溫鍛煉有利于干物質向籽粒運輸［11-12］。郭文善等［13］用14C示蹤方法，研究了小麥灌漿期在 30℃和40℃溫度條件下光合產物的運轉，結果表明高溫脅迫劍葉光合同化效率降低，抑制了籽粒中光合產物的累積，導致最終千粒重降低。王晨陽等［14］采用人工氣候模擬的方法，研究了小麥灌漿期高溫對小麥旗葉葉綠素 a熒光參數(shù)的影響，結果表明溫度脅迫降低旗葉Fo、Fv、Fm、Fv/Fm及 Fv/Fo，從而導致 PSⅡ潛在活性及光化學效率降低。就高溫和干熱風防控措施方面前人也做了大量的研究，Rehman等［15］采用人工輔助升溫的方法，進行耐熱種質資源篩選。在小麥起身、拔節(jié)期噴灑草木灰水、磷酸二氫鉀，灌漿期用0.1％醋酸或1︰800倍食醋溶液進行葉面噴灑，揚花、灌漿期噴灑石油助長劑等措施，提高小麥抗高溫和干熱風的能力［16］。灌漿期適當噴施調節(jié)劑可延緩葉片衰老的進程，協(xié)調源庫關系，降低高溫脅迫對植株的傷害程度［17-18］。前人在灌漿期高溫對小麥耐熱性、產量、品質、光合機理及防御措施等方面進行了大量的研究，同時對小麥灌漿進程模擬也有許多研究，但對高溫脅迫及采用葉面噴劑防控措施后的籽粒灌漿模擬及參數(shù)特征分析報道很少，而且多是在固定溫度脅迫或溫室的條件下進行的。本研究在田間條件下，利用塑料棚膜自然增溫的方式，以不罩棚自然溫度作對照，在灌漿不同時段進行高溫脅迫，同時研究了不同葉面調節(jié)劑對脅迫的緩解作用，通過籽粒灌漿進程模型模擬其灌漿進程，揭示其產量的影響機理，以期為該區(qū)灌漿期高溫對產量的影響機理及增產栽培措施提供數(shù)據(jù)支撐。

1　材料與方法

1.1試驗概況

試驗在2013—2014年和2014—2015年兩個小麥生長季，于河北省農林科學院旱作農業(yè)研究所旱農節(jié)水試驗站進行。試驗土壤為黏質壤土，播前基礎土壤養(yǎng)分：有機質15.5g·kg-1，速效磷33.3mg·kg-1，速效鉀 126.2mg·kg-1，堿解氮 84.7mg·kg-1。2013—2014年度小麥播種時間為2013年10月18日，翌年春季灌水3次（灌水時間：3月25日、4月25日和5月20日），2014年6月9日收獲。2014—2015年度小麥播種時間為2014年10月11日，2014年11月15日澆凍水，翌年春季灌水3次（灌水時間：3月25日、4月26日和5月20日），收獲時間2015年6月11日。其他管理同大田，兩年度小麥生育期降雨量分別為136.4mm和143.9mm（常年降雨量109mm）。供試品種‘衡4399’。

1.2試驗材料與方法

1.2.1試驗設計

試驗采用裂區(qū)設計，設 4個不同時段高溫處理作為主處理，用A表示：2013—2014年時段分別為5月12—25日（A1，花后12～25 d）、5月12—16日（A2，花后12～16d）、5月15—20日（A3，花后15～20d）和5月20—25日（A4，花后20～25 d），2014—2015年時段分別為5月 12—25日（A1，花后 8～21 d）、5月12—16日（A2，花后8～12 d）、5月18—24日（A3，花后14～20d）和5月20—25日（A4，花后16～21 d），以不罩棚的自然處理作對照（A5）。溫度處理用塑料薄膜搭棚來實現(xiàn)，棚內外溫度見表1（溫度和濕度用JL-16型溫濕度記錄儀進行監(jiān)測）。

副處理為葉面噴劑處理用B表示，葉面噴劑分別為：0.2％磷酸二氫鉀（B1）、0.05％硫酸鋅（B2）、清水（B3）、不噴施（B4）。在孕穗期（4月28日）和灌漿初期（5月7日）兩次進行葉面噴施，每次噴水量450kg·hm-2。

所有處理3次重復，小區(qū)面積31.5m2（7 m×4.5m）。底施二銨495kg·hm-2（含N 17％，P2O547％）、尿素150kg·hm-2（含N 46％），結合春一水追施尿素375kg·hm-2。1.2.2 測試指標及方法

灌漿速率：揚花前每區(qū)選開花一致的穗進行掛牌標記，揚花后3 d開始測定（2013—2014年揚花期為5月1日，2014—2015年為5月4日），取樣頻次每隔3 d取樣一次，每個小區(qū)選擇10穗，105℃殺青，80℃烘干至恒重，測定穗粒數(shù)和籽粒干重，計算粒重。

灌漿模型：在農業(yè)科研領域廣泛應用 Logistic曲線描述粒重的增長過程［19］，根據(jù)理論回歸模型Yt=k/（1+ea+bt）進行模擬；式中Yt為t時刻的籽粒干物質重，即干物質積累量；t為灌漿開始后持續(xù)的天數(shù)；a、b、k為參數(shù)，當t趨于無窮大時Yt值為其理論粒重。對方程求二階導數(shù)，并令其值為0，得到最大灌漿速率出現(xiàn)的時間 tmax＝lna/b；代入一階導數(shù)方程得到最大灌漿速率 Vmax＝kb/4，平均灌漿速率 V=最大干物質累積量（g）/生長持續(xù)期（d）；方程曲線兩個拐點，把生長或灌漿過程分為前中后 3個時期，兩個拐點的計算公式為：t1，2=-ln［（4±3.464）/2a］/b。

產量和產量性狀：成熟期在每區(qū)的中心區(qū)域取有代表性的樣塊3個，每個1 m2，合計3 m2進行小區(qū)測產，折算公頃產量；收獲時隨機在每小區(qū)選擇有代表性的穗 40個，測定穗粒數(shù)，取其平均值；千粒重從小區(qū)測產風干樣品中數(shù)取兩個 500粒稱重，兩樣品稱重值相差不超過0.3 g，兩樣品重量和為千粒重值。

1.2.3數(shù)據(jù)處理方法

采用唐啟義［20］著的DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行統(tǒng)計分析和籽粒灌漿進程模型模擬分析，Microsoft Excel軟件進行作圖及數(shù)據(jù)分析。

2　結果與分析

2.1不同時段高溫處理對小麥產量和產量性狀的影響

本文產量和產量性狀以兩年結果進行分析，其他研究結果主要以2013—2014 生長季進行分析。

從不同時段高溫處理和對照的產量結果看（表2），兩年結果趨勢一致，2013—2014年和2014—2015年高溫處理的A1、A2、A3和A4處理平均分別較對照A5減產15.34％、13.11％、14.93％、12.64％和9.41％、3.89％、4.93％、2.04％。2013—2014年各高溫處理較對照差異達到極顯著水平，各高溫處理間差異不顯著。2014—2015年A1處理較對照A5差異達到極顯著水平，較A2、A3、A4處理差異不顯著；A3處理較A5差異達到顯著水平，A2、A3、A4處理間差異不顯著；A2、A4處理較A5差異不顯著。說明不同時段高溫均造成一定的減產，且高溫脅迫時間越長減產幅度越大。副處理B1、B2和B3在2013—2014年和2014—2015年分別平均較對照B4增產7.05％、5.28％、3.08％和3.52％、3.23％、2.09％；2013—2014年B1、B2較對照B4差異達極顯著水平，B1、B2間差異不顯著，B1和B3間差異達顯著水平，B2和B3間差異不顯著；2014—2015年B1、B2和B3處理較對照B4差異達到顯著水平，且B1、B2較對照B4差異達到極顯著水平，B1、B2和B3處理間差異不顯著，葉面噴劑起到了增產作用。2013—2014年不同時段高溫處理下B3、B2、B1較B4的增產幅度分別為3.73％～7.57％、5.51％～7.99％、0.76％～8.99％和1.32％～6.64％（常溫處理的增產幅度為2.73％～4.50％），B1噴劑的增產效果最大，其次為B2和B3，且A1B1較對照差異達顯著水平，其他時段噴劑處理間差異不顯著，說明高溫脅迫的情況下，B1起到了較好的增產作用。2014—2015年不同時段噴劑的增產作用沒有對照田的大，可能與兩年處理的溫差和氣候年型有關。

表1　小麥灌漿期試驗棚內外溫度和濕度變化Table1 The changes of temperature and humidity inside and outside shed during the filling stage of winter wheat

從產量性狀看（表2），不同時段的高溫處理造成了穗粒數(shù)的降低。2013—2014年穗粒數(shù)A1、A2、A3和A4分別較對照平均減少5.45個、1.45個、0.87個和0.71個，且A1和A2時段較A5差異達到極顯著水平，A3較A5達到顯著水平，A4較A5差異不顯著；各高溫時段處理間A1處理較A2、A3、A4處理差異均達顯著水平，A2、A3、A4處理間差異不顯著。2014—2015年穗粒數(shù)A1、A2、A3和A4分別較對照減少1.95個、2.30個、3.00個和1.73個，且A1、A2、A3處理均較對照差異達到顯著水平，但 A1、A2、A3和A4處理間差異不顯著。葉面噴劑起到了增加穗粒數(shù)的作用，2013—2014年B1、B2和B3分別較對照B4增加2.30個、1.21個和1.04個，差異較對照均達到極顯著水平；B1處理的增粒作用明顯，較B2和B3處理差異達極顯著水平，B2、B3處理間差異不顯著。2014—2015年B1、B2和B3分別較對照B4增加2.01個、2.75個和0.95個，B1和B2較對照差異達到極顯著水平；處理B1、B2間和處理B1、B3間差異不顯著，B2和B3間差異達極顯著水平。兩年不同時段高溫處理下噴劑對穗粒數(shù)的影響作用不同，2013—2014年A1B1、A1B2的增粒效果好，較對照差異達顯著水平，其他時段噴劑處理間差異不顯著；2014—2015年A4B2的增粒效果好，其他時段噴劑有增粒數(shù)的作用，但差異不顯著。

表2　不同時段高溫脅迫和噴劑處理對小麥產量和產量性狀的影響Table 2 Effects of different treatments of high temperature stresses and foliar sprays on yield and yield components of winter wheat

從千粒重看，高溫不利于粒重的提高。2013—2014年和2014—2015年A1、A2、A3和A4分別較對照降低了1.96 g、3.41 g、1.71 g、1.28g和4.27 g、0.84 g、1.23 g、2.19 g。2013—2014年各處理均較對照差異達到顯著水平，且 A1、A2、A3處理較對照差異達極顯著水平，A2較A1、A3和A4處理達極顯著水平，但A1、A3和A4處理間差異不顯著。2014—2015年A1、A4處理較對照差異達到極顯著水平，A3較對照差異顯著，A2較對照差異不顯著，但A2和A3間差異不顯著。B1和B2兩年分別較對照增加1.10 g、1.42g和0.89 g、0.60 g，且2013—2014年差異達到極顯著水平。不同時段高溫處理下葉面噴劑對粒重的增加表現(xiàn)了年際差異，2013—2014年不同時段高溫處理下B1、B2較對照的粒重分別增加1.52％、3.01％，3.04％、5.96％，2.52％、2.37％和3.76％、4.33％，且處理間差異不顯著，常溫處理A5B1、A5B2較對照粒重分別增加2.25％和1.40％。說明在高溫脅迫的情況下噴施 B1和B2能起到增加粒重的作用，但在2014—2015年僅 A1B1較對照增粒重的作用達極顯著水平，其他時段的粒重影響不顯著。

說明不同時段高溫減產的主要原因表現(xiàn)在產量性狀穗粒數(shù)或粒重的降低上，且受脅迫時段和時間長短的影響，A1時段高溫脅迫時間最長，穗粒數(shù)和千粒重降低最多，平均產量最低。B1和B2兩種噴劑均增加了穗粒數(shù)，但不同時段高溫處理其作用效果有差異，高溫脅迫時間越長，穗粒數(shù)減少越明顯，但粒重受穗粒數(shù)制約，影響規(guī)律不明顯，以B1的緩解效果最好。

2.2不同時段高溫處理對小麥粒重的影響

灌漿期是小麥產量形成的關鍵時期，而粒重是小麥籽粒產量的一個重要構成因素。小麥粒重變化的觀測是取10穗長勢較一致的掛牌穗測得的，與收獲時產量結構中的粒重測定方法不同，但具有相同隨不同處理變化的趨勢。從表3小麥粒重的增長過程看，粒重的增長過程符合慢-快-慢的增長規(guī)律，高溫脅迫處理均不同程度地降低了最終粒重，A1、A2、A3和A4分別較對照A5降低2.44mg、3.72mg、1.98 mg和1.10mg，且差異達顯著水平；而施用葉面噴劑起到了減少脅迫的負面影響，起到了增粒重的作用，B1、B2、B3噴劑處理粒重分別較對照 B4處理提高1.73 mg、1.48 mg、0.54mg，且B1、B2較對照差異達極顯著水平。

2.3不同時段高溫處理對灌漿影響的數(shù)值特征

為了進一步研究灌漿期高溫脅迫對籽粒灌漿的影響規(guī)律，將不同高溫脅迫處理的小麥籽粒灌漿進程用 Logistic模型回歸模擬，獲得了較理想的模擬效果，模擬方程的決定系數(shù)R2均在0.99以上，達到極顯著水平（表4）。

小麥粒重的高低決定于灌漿速率和灌漿時間等灌漿參數(shù)［21］。表5列出了不同處理擬合方程的灌漿特征值參數(shù)。從灌漿的特征參數(shù)看，不同時段高溫處理（表6）A1、A2、A3和A4到達最大灌漿速率出現(xiàn)的時間較A5對照分別提早0.70d、1.09d、0.54d和0.26d，到達第1拐點的時間分別提前0.48d、0.75d、0.46d和0.29d，到達第2拐點的時間提前0.92d、1.42d、0.61d和0.22d，最大灌漿速率分別較對照降低0.07mg·grain-1·d-1、0.11mg·grain-1·d-1、0.09mg·grain-1·d-1和0.08mg·grain-1·d-1，平均灌漿速率較對照分別降低0.06mg·grain-1·d-1、0.10mg·grain-1·d-1、0.05mg·grain-1·d-1和0.03mg·grain-1·d-1。不同時段高溫處理灌漿的快速持續(xù)期分別為13.63d、13.39d、13.91d、14.13d和14.07d，A1、A2和A3時段高溫處理的灌漿快速增長期較大田對照分別縮短0.44d、0.67d和0.16d，灌漿后期高溫處理對灌漿的快速增長期沒有影響。說明不同時段高溫處理對灌漿特征參數(shù)造成了影響，表現(xiàn)為最大灌漿速率和平均灌漿速率降低，到達第1拐點和第2拐點的時間提前，灌漿時間縮短，是粒重降低和產量下降的重要原因?？傮w來看，灌漿期高溫脅迫影響小麥籽粒灌漿的主要數(shù)值特征為提早第1、第2拐點時間，縮短快速灌漿進程，且隨脅迫時間發(fā)生越早提前值越大。

各噴劑處理模型擬合的數(shù)值特征值見表7，從表7葉面噴劑的影響來看，B1、B2和B3各噴劑處理不同程度地增加了粒重，以B1的增重效果最明顯，從灌漿參數(shù)看，B1、B2和B3處理均不同程度地延后了到達第1和第2拐點的時間，到達第1和第2拐點的時間分別延后0.48d、0.98d、0.89d和0.98d、0.39d、0.32d，到達最大灌漿速率的時間分別延后0.73d、0.69d和0.61d，最大灌漿速率分別提高0.03mg·grain-1·d-1、0.16mg·grain-1·d-1、0.11mg·grain-1·d-1，平均灌漿速率分別提高0.04mg·grain-1·d-1、0.03mg·grain-1·d-1和0.01mg·grain-1·d-1，因此葉面噴劑改善了灌漿的特征參數(shù)，延后了到達第1和第2拐點的時間，提高了平均灌漿速率，起到了增加粒重的作用，以B1的效果最好。

從不同時段高溫處理葉面噴劑的緩沖效果看，以B1的效果最好，A1、A2、A3和A4處理下，B1分別較各自未進行葉面噴肥處理的快速增長期長0.58d、0.77d、0.69d和0.33d，常溫處理下B1較不噴施的快速增長期長0.21d，因此在高溫情況下噴施葉面噴劑B1能起到較好的增產作用。

3　結論

表4　不同時段高溫脅迫和噴劑處理粒重模擬方程及理論粒重Table 4 The grain filling process models and grain weights of winter wheat under different treatments of high temperature stresses and foliar sprays

表5　不同時段高溫脅迫和噴劑處理對小麥灌漿特征參數(shù)的影響Table 5 Effects of different treatments of high temperature stresses and foliar sprays on the grain filling parameters

高溫加快作物的生育進程，縮短生育期［22］。小麥籽粒產量大部分來自開花后積累的光合產物，其所積累的光合產物約占光合總產量的1/2［23］。灌漿期高溫脅迫抑制小麥冠層碳同化［24］，葉片光合產物輸出動態(tài)發(fā)生紊亂，光合持續(xù)期縮短，減少了源的供應量，抑制籽粒中光合產物的累積［13］，從而粒重降低，產量下降［25-28］。本研究中不同時段高溫不同程度地對產量造成了影響，高溫脅迫時間最長的 A1處理減產幅度最大，A2對產量的影響次之；產量性狀則表現(xiàn)為穗粒數(shù)和粒重降低。籽粒灌漿模型較好地模擬了籽粒的灌漿進程，其決定系數(shù)均在0.99以上。灌漿特征參數(shù)表現(xiàn)在不同時段高溫處理到達第1和第2拐點的時間提前，灌漿時間縮短，平均灌漿速率和最大灌漿速率下降，最終粒重和產量降低，和前人的研究結果一致［29-31］。

表6　不同時段高溫脅迫處理對小麥灌漿特征參數(shù)的影響Table 6 Effects of different high temperature stresses on the grain filling parameters of winter wheat

表7　不同葉面噴劑處理對小麥灌漿特征參數(shù)的影響Table 7 Effects of different foliar sprays on the grain filling parameters of winter wheat

本研究中葉面噴肥起到了增產的作用，不同程度地增加了穗粒數(shù)或提高了粒重。從灌漿過程模擬模型看，與高溫脅迫的作用正相反，使到達第1和第2拐點的時間延后，延長了灌漿的時間，平均灌漿速率和最大灌漿速率提高，說明葉面噴劑能起到延緩葉片衰老促進光合作用的目的［32-34］。不同時段高溫脅迫下各噴劑的緩沖作用，以噴施 B1效果最好，延長了灌漿的快速增長期，提高了粒重，起到了很好的增產作用，是小麥增產和減災的重要措施之一［35-37］。

小麥具有獲得耐熱性，小麥的耐熱性隨著花后生育進程而下降，前期高溫脅迫處理的旗葉內活性氧防衛(wèi)系統(tǒng)能更有效地啟動，而后期造成的傷害不可恢復［9］?；ê?0～22 d高溫處理對小麥籽粒發(fā)育及粒重的影響最大［38］。本研究中以灌漿后期高溫A4處理（花后20～25d，16～21 d）減產幅度最小，以A3時段高溫（花后15～20d，14～20d）對產量的影響相對較大，且粒重以花后12～16d（2013—2014年）和16～21d（2014—2015年）影響最大，穗粒數(shù)以花后 12～16d（2013—2014年）和花后14～20d（2014—2015年）影響相對較大。兩年結果有時段上的差異，因此氣候年型和小麥階段耐熱性的關系以及生育期灌水等的影響還有待進一步深入研究。

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Impact of high temperature stress on grain-filling and the relief effect of foliage sprays during grain-filling stage of wheat*

CAO Caiyun，DANG Hongkai，ZHENG Chunlian，GUO Li，LI Kejiang，MA Junyong**
（Institute of Dry-land Farming，Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences / Key Laboratory of Crop Drought Resistance of Hebei Province / Scientific Observation and Experiment Station of Farmland Conservation in South Hebei，Ministry of Agriculture，Hengshui 053000，China）

In order to relieve damages caused by frequent high temperatures at grain-filling stage to grain filling and yielddecreasing of wheat in the North China Plain，a study was conducted in 2013-2014 and 2014-2015 growing seasons.A split block design was used with 4 different high temperature stress treatments（A1，A2，A3 and A4） produced by plastic sheet covering and no covering（A5） as control.Treatments A1，A2，A3，A4 and A5 were covered with plastic sheets at 12-25d，12-16d，15-20d，20-25 d after anthesis in 2013-2014 and 8-21d，8-12d，14-20d，16-21 d after anthesis in 2014-2015，respectively.Three foliar sprays ［0.2％ potassium dihydrogen phosphate（B1），0.05％ zinc sulfate（B2），water（B3）］were applied at booting and early milking stages as the sub-treatments with no spray as the control（B4）.The impacts of high temperature stress and the relieving effect of foliar spray on grain-filling during grain-filling stage were quantified via model simulation.The results showed that high temperature stress reduced grain weight，grain number per spike and grain yield of wheat.For yield losses under different temperature stress treatments，A1，A2，A3 and A4 were 15.34％，13.11％，14.93％ and 12.64％ in 2013-2014，and 9.41％，3.89％，4.93％ and 2.04％ in 2014-2015，respectively，compared with control.Yield of A1 was lowest among all the treatments and the difference between A1 and A5（CK） was significant at P＜0.01.No significant differences existed among A2，A3，A4 and A5 in terms of yield.For 1000-grain weight，A1，A2，A3 and A4 respectively decreased by1.96 g，3.41 g，1.71 g and1.28 g in 2013-2014，and respectively by 4.27 g，0.84 g，1.23 g and 2.19 g in 2014-2015 compared with CK.Furthermore，grain numbers per spike decreased respectively by 5.45，1.45，0.87 and 0.71 in 2013-2014，and by1.95，2.30，3.00 and1.73 in 2014-2015.The established grain-filling process models showed that high temperature stress advanced the first inflection points by 0.48d，0.75d，0.46d and 0.29 d and the second inflection points by 0.92d，1.42d，0.61 d and 0.22d，respectively，compared with the control，which shortened the duration of wheat grain filling.The average grain-filling rate also decreased which resulted in lower 1000-grain weight.The application of sprays delayed the first and the second inflection points and prolonged grain-filling，which increased grain weight and yield.B1，B2 and B3 increased grains per spike by 2.30，1.21 and1.04 in 2013-2014，and by 2.01，2.75 and 0.95 in 2014-2015，respectively，over B4.The 1000-grain weights of B1，B2 and B3 were respectively1.10 g，1.42 g and 0.89 g greater than B4.Based on the grain-filling process models，the times to maximum grain-filling rates delayed respectively by 0.73d，0.69 d and 0.61d，and the average filling rate increased by 0.04mg·grain-1·d-1，0.03mg·grain-1·d-1and 0.01mg·grain-1·d-1over B4.Therefore，longer filling stage，higher grain weight and higher grain numbers per spike were main mechanisms of yield increase due to foliar spray treatments.Foliar spray mitigated the effects of high temperature stress on grain-filling.Yield promotion effects of B1 and B2 were better under high temperature than under normal temperature，and B1 had the best effect among all foliar spray treatments.

Jan.22，2016；accepted Apr.26，2016

High temperature stress；Grain-filling characteristics；Logistic model；Foliar spray；Yield-increase mechanism；Wheat

S363

A

1671-3990（2016）08-1103-11

10.13930/j.cnki.cjea.160089

*公益性行業(yè)（農業(yè)）科研專項（201203033-2，201303133-1）和國家科技支撐計劃項目（2013BAD05B05-02）資助

**通訊作者：馬俊永，主要從事節(jié)水培肥研究。E-mail：mjydfi@126.com

曹彩云，主要從事作物栽培與節(jié)水研究。E-mail：cycao1234@126.com

2016-01-22接受日期：2016-04-26

* This study was supported by the Special Found for Agro-scientific Research in the Public Interest of China（201203033-2，201303133-1） and the National Key Technology Research and Development Program of China（2013BAD05B05-02）.

**Corresponding author，E-mail：mjydfi@126.com